第九届电子设计竞赛论文所在院系：电控学院题 目：基于 FPGA 嵌入式的双通道数字存储示波器作 者：朱俊兰 方 威 夏俊伟指导老师：柴钰 二○一一年五月下载后可任意编辑基于 FPGA 嵌入式的双通道数字存储示波器摘要：本设计是以 FPGA 为核心，结合衰减电路、程控放大电路、ADC 采样、整形测频电路以及 VGA 显示模块实现了双通道数字存储示波器的设计。用户可以猎取当前输入波形的峰峰值、频率等信息，另外用户可以对波形实现存储和回显功能。双通道的设计使得用户可以同时观察和对比两路波形，设计时充分利用了 FPGA 的高速数据处理能力，嵌入了诸多 IP 软核组成 SOPC 系统，尤其是 NiosII 软核的嵌入，使得在一块 FPGA 上完成了数据采集、存储、处理、显示等所有功能，使得系统更为简洁、稳定。关键词：FPGA NiosII SOPC VGA ADS830E1、引言第 1 页 下载后可任意编辑数字存储示波器（Digital Storage Oscilloscopes，简称 DSO)是随着数字模拟电路技术和数字处理技术（尤其是微型计算机的进展）的进展而日益强大的一种具有存储波形功能的示波器。和传统示波器相比，数字示波器具有体积轻巧功耗低、使用方便且波形可存储，对波形可以进行复杂数学分析等优点。在诸多领域中，数字示波器已经完全取代模拟示波器，但是在国内，数字示波器的市场一直为外国厂商（安捷伦、泰克等）虽占据，而且价格不菲，这样，对于像我们学生这样的消费者根本无法支付，那么，本文就基于此，讨论探讨了一种基于 FPGA 的 DIY 示波器的方案。经过我们的不断测试，在低端场合，这样一款数字示波器完全合乎需求。2、方案设计2.1 总体方案描述系统的组成框图如图 2.1 所示，包括输入信号耦合选择、双路程控衰减放大、数据采集存储、数据处理、数据显示等部分。信号分别从通道 1、通道 2 输入，送入程控放大（衰减）电路进行放大（衰减），再对被放大（衰减）的信号进行电平调整后，送入高速 ADC 对信号进行采样，FPGA 则用于完成系统高速采样信号的存储及分频，并将波形显示在显示模块上。从程控放大器输出的信号一路送入 ADC，另一路送入整形电路对输入信号进行整形，作为测频率的待测信号送入 FPGA，进行频率测量。图 2.1 系统组成框图2.2 程控衰减放大电路程控放大电路的作用是对输入信号进行衰减或放大调整，使输出信号电压在 ADC 输入电压要求范围内，达到最好的测量与观察效果。这个示波器程控放大电路对放大衰...
